الجيل الخامس من شبكات الاتصالات الخلوية ، والمعروفة أيضا بإسم 5G , وهي تطور جديد في شبكات الاتصالات الخلوية وهي تعتبر الجيل اللاحق للأجيال السابقة كـ 3G, 2G و 4G .تم تصميم شبكات 5G لتقديم تحسينات ملحوظة في الأداء والقدرات على اختلاف الأصعدة.
أحد الجوانب الرئيسية لتقنية 5G هو دعم سرعات بيانات عالية جدًا (High Data Rate)، مما يتيح نقل كميات كبيرة من البيانات بسرعة فائقة. هذا يتيح تجربة استخدام أكثر سلاسة وفاعلية، سواء في تحميل الملفات الكبيرة أو تدفق الفيديو عالي الجودة أو لعب الألعاب عبر الإنترنت بدون تأخير(delay).
بالإضافة إلى ذلك، تقنية 5G تسعى لتحسين زمن الاستجابة (Low Latency)، وهو الوقت الذي يستغرقه إرسال البيانات من جهاز إلى آخر. و تقليل زمن الانتقال يعزز تجربة الاتصالات الحية والتفاعلية مثل الألعاب المتعددة اللاعبين بدون تأخير ملحوظ.
أيضًا، تم تصميم شبكات 5G لتوفير سعة أكبر (Higher Network Capacity) مقارنة بتقنية 4G السابقة. ذلك يعني قدرة أكبر على استيعاب عدد كبير من المستخدمين والأجهزة المتصلة في نفس الوقت، مما يدعم توسع استخدامات الإنترنت الأشياء (IoT) والتطبيقات المتطورة مثل السيارات الذاتية القيادة وغيرها .
هناك نوعان رئيسيان من شبكات الجيل الخامس 5G Network :
1- شبكات مستقلة ( Standalone (SA
2-شبكات غير مستقلة( Non-Standalone (NSA
وإليك مجموعة من التفاصيل حول كل شبكة:
تعتمد شبكات مستقلة ( StandAlone (SA بالكامل على تقنية الجيل الخامس 5G . فهي تستخدم نطاقات ترددية و البنية التحتية مخصصة لشبكة الجيل الخامس 5G . تقدم شبكات SA أفضل أداء وقدرات لتقنية 5G , كالسيناريوهات enhanced mobile broadband ( eMBB و ultra-reliable low-latency communications (URLLC) و massive machine-type communications (mMTC). تتضمن شبكات SA تنفيذ شامل لـ ( Secure Network Backbone (SBA و مفهوم ( Everything Network (EN-DC مما يسمح بتحقيق الاستفادة الكاملة من إمكانيات تقنية 5G.
تستخدم الشبكات غير المستقلة Non- Stand Alone NSA دمجًا بين تقنية الجيل الرابع (4G) وتقنية الجيل الخامس (5G). تستخدم هذه الشبكات نطاقات ترددية وبنية تحتية لشبكة 4G لبعض الخدمات مثل الوصول الأولي (Initial Access) وإدارة حركة المرور (Traffic). تعتبر الشبكات NSA تقنية انتقالية تسمح لمشغلي ( operators ) الشبكات بنشر خدمات 5G أثناء بناء البنى التحتية المخصصة لتقنية 5G. وتوفر هذه الشبكات انتقالًا سلسًا للمستخدمين من شبكة الجيل الرابع (4G) إلى شبكة 5G باستخدام تقنية الاتصال المزدوج (Dual Connectivity).
ومع ذلك، فإنها لا تعزز كامل قدرات تقنية 5G ولا توفر نفس الأداء المتفوق الذي يقدمه النموذج المستقل (Standalone model).
| 5G المستقلة | 5G غير المستقلة | |
| التكنولوجيا | تعتمد بالكامل على 5G | تستخدم مزيجًا من 4G و 5G |
| النطاقات والبنية التحتية | مخصصة لـ 5G | تستخدم نطاقات وبنية تحتية لشبكة 4G لبعض الخدمات |
| الأداء والقدرات | أفضل أداء وقدرات 5G | أداء وقدرات أقل من SA |
| التكلفة | أكثر تكلفة من NSA | أقل تكلفة من SA |
| التطبيقات | مناسبة تمامًا للتطبيقات التي تتطلب أداءً عاليًا، مثل الألعاب والبث المباشر | مناسبة تمامًا للتطبيقات التي لا تتطلب أداءً عاليًا، مثل إنترنت الأشياء والاتصالات من الجهاز إلى الجهاز |
بالإضافة إلى أنواع الشبكات في الجيل الخامس (5G)، هناك أيضًا ما يُعرف بالخيارات “options”المرتبطة بشبكات 5G، والتي تعبّر عن مسارات متعددة للإنتقال والتنفيذ عبر الشبكة في هذه التقنية المتقدمة.
تصنف الخيارات “options” مجموعة مختلفة من المحطات الأساسية Base station BS (gNBs ,eNBs) و الشبكات الأساسية Core networks (Evolved Packet Core , EPC or 5GC) . من الطبيعي أن المشغل ” operator” لن يستبدل شبكات الجيل الرابع (4g (eNBs+EPCبالشبكة الجيل الخامس 5G(gNBs+5GC) فجأة !
ستكون هناك انتقال وتتبع مسارات مختلفة ، تختلف الخيارات” Options ” باختلاف استخدامها ومدى تغطيتها وسرعات البيانات التي يمكنها دعمها .
يتم توفير عدة خيارات “options” في الشبكة لتلبية احتياجات و للتطبيقات المختلفة :
والذي من الغريب أنه ليس للشبكات الجيل الخامس 5G على الإطلاق. في الواقع، الخيار 1 “option 1 “هو شبكة 4G قديمة جيدة مع توصيل eNBs بـ EPC وهو موجود كمرجع أو نقطة بداية.
هو يشير إلى gNBs المتصلة بـ 5GC. مع دعم جميع ميزات تقنية الجيل الخامس 5G .
هو الخطوة الأولى لتقنية 5G مما تسمح للمشغلين (operators )بنشر خدمات الجيل الخامس 5G دون الحاجة إلى استبدال البنية التحتية للشبكة الجيل الرابع 4G. وهذا يعني الاحتفاظ بـ EPC وeNBs القديمة، مع إضافة gNBs في شبكة الراديو . تضيف وحدات gNB هذه المزيد من سعة الراديو الجديدة (NR) New Radio ، لكنها لا تستطيع العمل بمفردها. يعتمد الاعتماد على وجود eNB كـ compantion وعلى وجود اتصال مستوى التحكم control panel بالشبكة الأساسية Core network ، وتصنف من شبكات غير المستقل (NSA).
الخيار 4 ” option 4″:
يكون الخيار 4 ” option 4″ هو عكس الخيار 3 “option3” . حيث يستخدم 5GC كالشبكة الأساسية Core Network في شبكة الراديو ,مع وجود gNBs – ولكن أيضًا eNBs في الوضع غير المستقل non stand alone NSA مما يعني أنها لا تعمل من تلقاء نفسها. إنهم بحاجة إلى الحصول على gNB كـ compantion .ويصنف من شبكات المستقلة stand alone .
يستخدم الخيار 5 “option 5” تكون الشبكة الأساسية للجيل الخامس (Core Network 5g (5GC مع eNBs الجيل الرابع 4G في شبكة الراديو،5GC. وقد يكون مناسبًا للمشغل (operator) الذي لا يحتاج إلى سعة راديو إضافية ولكنه يرغب في الاستفادة من وظائف 5GC الجديدة.
الخيار 7 “option 7 ” هو (core network 5g (5GC مع eNBs بالإضافة إلى gNBs الإضافية في وضع NSA. ربما يدرك المشغل في الخيار 5 “option 5” أن هناك حاجة بالفعل إلى المزيد من السعة الراديوية، وبالتالي يضيف وحدات gNBs في أماكن استراتيجية في الشبكة. وتصنف أيضا من شبكات المستقلة StandAlone SA.
ختاماً، تقنية الجيل الخامس (5G) تمثل تقدمًا هامًا في مجال الاتصالات اللاسلكية. تتيح لنا الشبكات الجيل الخامس 5G تحسينات كبيرة في سرعة البيانات (High Data Rate) والاستجابة الزمنية أقل (Low Latency) و سعة الشبكة أكبر(Higher Network Capacity) . يمكن تنفيذ شبكات 5G بصورة مستقلة (Standalone SA) أو غير مستقلة (Non-Standalone NSA)، حسب احتياجات المشغلين( operator) .
وهيكلية الشبكة الجيل الخامس (5G) تعتمد على المحطات الأساسية base station “, “BS” و الشبكات الأساسية (Core network).
اختيار الخيار (option) المناسب يعتمد على العديد من العوامل، بما في ذلك نوع التطبيقات التي يستخدمها المستخدمون ومتطلبات الشبكة والتكلفة واحتياجات شركات المشغلين( operator ) ومزودي الخدمة. يهدف الاختيار الصحيح إلى توفير تغطية وأداء مثاليين وتلبية احتياجات المستخدمين بأفضل طريقة ممكنة.
بشكل عام، تقنية الجيل الخامس 5G تمتلك إمكانات هائلة لتحسين تجربة الاتصال وتوفير فرص جديدة في مجالات مختلفة. ستستمر جهود البحث والتطوير في تحسين تقنية الجيل الخامس وتوسيع نطاقها لتلبية متطلبات المستخدمين وتحقيق التقدم المستمر في عالم الاتصالات اللاسلكية.
Optimized by Seraphinite Accelerator